JP4469766B2 - Electronic printer - Google Patents
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Description
本発明は、有機・無機ELパネル等のEL表示体を用いた、電子プリンタ及び電子プリンタ用光源に関する。 The present invention relates to an electronic printer and a light source for an electronic printer using an EL display such as an organic / inorganic EL panel.
近年、感光体上に、帯電、像露光、反転現像を繰り返して、直接カラートナー像を感光体上に重ね合わせた後、転写材へ一括転写するカラー画像形成方法が知られている(KNCプロセス)。 In recent years, there has been known a color image forming method in which charging, image exposure, and reversal development are repeated on a photoconductor, and a color toner image is directly superimposed on the photoconductor and then transferred to a transfer material at once (KNC process). ).
このプロセスの特徴は、感光体上で直接トナー像を重ねあわせる減法混色を行うことにあり、トナー像の上から次の潜像を形成し、現像を行うことになる。像露光は、感光体の外部や内部から行うことが可能である。 The feature of this process is that subtractive color mixing is performed in which the toner images are directly superimposed on the photoconductor, and the next latent image is formed on the toner image and developed. Image exposure can be performed from outside or inside the photoreceptor.
カラー画像を形成するには、トナー像を重ね合わせる減色混色が必要である。外部像露光方式では、既に感光体上にトナー像が有ることから、像露光波長に制約が生じる。 In order to form a color image, subtractive color mixing that superimposes toner images is necessary. In the external image exposure method, since the toner image already exists on the photoreceptor, the image exposure wavelength is restricted.
これに対し、2色目の像露光を感光体の内部から行う方法(内部像露光)では、感光体上のトナー層の光遮蔽の影響を受けずに潜像を形成できる特徴を有することから、トナー層電位の補正のみでよく、色補正の程度は大幅に軽減する。 On the other hand, the method of performing image exposure of the second color from the inside of the photoconductor (internal image exposure) has a feature that a latent image can be formed without being affected by light shielding of the toner layer on the photoconductor. It is only necessary to correct the toner layer potential, and the degree of color correction is greatly reduced.
内部像露光方式の感光体としては、ドラム形状とするのが標準的な使い方であり、光学系としてはレーザ光学系より、位置合わせや小型化が容易なLEDヘッドが一般的である。ドラム径は、外部像露光方式と比べ30〜40%小径化できる。また、透明ドラム内部に配置したLEDユニットによりドラム内部からの像露光するため、位置合わせ精度とトナー像の重ね合わせが向上する。 As a photoreceptor for the internal image exposure method, a drum shape is a standard usage, and as an optical system, an LED head that is easier to align and miniaturize than a laser optical system is common. The drum diameter can be reduced by 30 to 40% compared to the external image exposure method. Further, since the image exposure from the inside of the drum is performed by the LED unit arranged inside the transparent drum, the alignment accuracy and the superposition of the toner image are improved.
このように、内部像露光方式では、小型光学系であるLEDヘッドとの組み合わせにより、位置合わせ精度と色重ねが原理的に改良された小型で高速のカラープリンタを実現できる。 As described above, in the internal image exposure method, a small and high-speed color printer in which the alignment accuracy and the color superposition are improved in principle can be realized by the combination with the LED head which is a small optical system.
また、一回転写方式は、転写方式で問題となるトナー像のちりやずれが少なく、高画質かに適している事、転写紙の制約がないなどの利点も有している。 In addition, the one-time transfer method has advantages that there are few toner image dust and misalignment, which is a problem in the transfer method, is suitable for high image quality, and there is no restriction on transfer paper.
しかしながら、LEDユニットを光源として用いた場合、LEDユニットからの光を集光し、主走査(ドラムの軸方向移動)を行う必要がある。また、外部像露光方式に比べれば、位置合わせ精度が改良されてはいるが、各色の書き出しタイミングが、ドラムの回転速度精度に依存する。また、LEDユニットをライン光源にして、主走査を省く方式もあるが、LED点光源の配列の精度は±50μm程度と低く、さらにピッチも荒く、高精度のプリンタには不向きである。 However, when the LED unit is used as a light source, it is necessary to collect light from the LED unit and perform main scanning (movement of the drum in the axial direction). Although the alignment accuracy is improved as compared with the external image exposure method, the writing timing of each color depends on the rotational speed accuracy of the drum. There is also a method in which the LED unit is used as a line light source and main scanning is omitted, but the accuracy of the arrangement of the LED point light sources is as low as about ± 50 μm and the pitch is rough, which is not suitable for a high-precision printer.
本発明は、上記事情を考慮し、内部像露光方式における光源として、主走査等の動作が不要であり、各色の位置合わせを格段に向上させることができる電子プリンタを得ることを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to obtain an electronic printer that does not require an operation such as main scanning as a light source in the internal image exposure method and can significantly improve the alignment of each color.
本発明の電子プリンタは、感光体ドラム本体と、感光体ドラム本体の外周面に巻回された内部光源と、内部光源の外周面に設けられた感光層と、を備える。感光体ドラム本体の外周面と内部光源との間には感光体ドラム本体に内部光源を貼り付けるための接着剤が設けられている。内部光源は、陰極を含む陰極電極層と、EL層と、正孔輸送層と、陽極を含む陽極電極層と、オンによりEL層を発光させるドライブ用トランジスタとスイッチ用トランジスタとを含むTFT層と、キャパシターと、を備える。
そして、陰極電極層、EL層、正孔輸送層、陽極電極層、およびTFT層は、この順で感光体ドラム本体の外周面側から順に積層されている。感光層は、感光体ドラム本体の外周面側から順に、電荷発生層と、電荷輸送層と、を備えている。陽極、ドライブ用トランジスタ、およびスイッチ用トランジスタは、各々複数設けられており、一つの陽極に、一つのドライブ用トランジスタおよび一つのスイッチ用トランジスタが対応付けられている。陰極は、複数の陽極に対応して共通に1つ設けられている。そして、スイッチ用トランジスタがオンされるとキャパシターに電位が貯えられ、EL層からの発光により感光層に潜像を形成するように構成されている。
The electronic printer of the present invention includes a photosensitive drum body, an internal light source wound around the outer peripheral surface of the photosensitive drum body, and a photosensitive layer provided on the outer peripheral surface of the internal light source. An adhesive for adhering the internal light source to the photosensitive drum body is provided between the outer peripheral surface of the photosensitive drum body and the internal light source. The internal light source includes a cathode layer including a cathode, an EL layer, a hole transport layer, an anode layer including an anode, a TFT layer including a driving transistor and a switching transistor that emit light when the EL layer is turned on. And a capacitor.
The cathode electrode layer, EL layer, hole transport layer, anode electrode layer, and TFT layer are laminated in this order from the outer peripheral surface side of the photosensitive drum body. The photosensitive layer includes a charge generation layer and a charge transport layer in order from the outer peripheral surface side of the photosensitive drum body. A plurality of anodes, drive transistors, and switch transistors are provided, and one drive transistor and one switch transistor are associated with one anode. One cathode is provided in common corresponding to the plurality of anodes. When the switching transistor is turned on, a potential is stored in the capacitor, and a latent image is formed on the photosensitive layer by light emission from the EL layer.
本発明の電子プリンタは、ドライブ用トランジスタがオン状態となることにより、複数の陽極の各々と陰極との間に電位差が生じること、を特徴とする。 The electronic printer according to the present invention is characterized in that a potential difference is generated between each of the plurality of anodes and the cathode when the drive transistor is turned on.
本発明の電子プリンタは、さらに走査線と、信号線と、を含み、信号線から供給される信号がスイッチ用トランジスタを介してキャパシターに供給される。 The electronic printer of the present invention further includes a scanning line and a signal line, and a signal supplied from the signal line is supplied to the capacitor via the switching transistor.
光源として用いられる画素アレイは、ドラム全周に設けられているため、各画素の位置とドラム周面の位置との相対位置が常に一致するため、マトリクス状に配列される画素の管理のみで、複数の色の画像位置がずれることはない。 Since the pixel array used as the light source is provided on the entire circumference of the drum, the relative position between the position of each pixel and the position of the drum peripheral surface always coincides, so only by managing the pixels arranged in a matrix, The image positions of a plurality of colors do not shift.
さらに、ドラム全周にあるため、面露光、走査露光、スリット露光等の全ての露光方式に対応することができる。なお、本発明では、所定の周方向幅の画像を一度に形成し、1つの色の現像が終了する毎に、この所定幅の画像毎に次の色に対応する画像を形成するようにしている。この結果、ドラム1回転で複数色の現像が行え、ドラム上に複数色の画像が重ねることができる。重ねられた画像は、転写部で転写材に転写され、定着部において定着させて排出するため、従来の多回転方式や、タンデム方式に比べて、1画像の処理が極めて短時間で済む。 Furthermore, since it is on the entire circumference of the drum, all exposure methods such as surface exposure, scanning exposure, and slit exposure can be supported. In the present invention, an image having a predetermined circumferential width is formed at a time, and each time development of one color is completed, an image corresponding to the next color is formed for each image of the predetermined width. Yes. As a result, development of a plurality of colors can be performed with one rotation of the drum, and images of a plurality of colors can be superimposed on the drum. Since the superimposed images are transferred to a transfer material at the transfer unit, and are fixed and discharged at the fixing unit, processing of one image is extremely short compared with the conventional multi-rotation method and the tandem method.
以上説明した如く本発明に係るデジタルプリンタは、内部像露光方式における光源として、主走査等の動作が不要であり、各色の位置合わせを格段に向上することができるという優れた効果を有する。 As described above, the digital printer according to the present invention does not require an operation such as main scanning as a light source in the internal image exposure method, and has an excellent effect that the alignment of each color can be remarkably improved.
図1には、本実施の形態に係る内部像露光式デジタルプリンタ100が示されている。
FIG. 1 shows an internal image exposure
ケーシング102の上部はエンジン部104とされ、画像形成に必要な各部品が組み付けられている。また、ケーシング102の下部には、給紙トレイ106が設けられている。給紙トレイ106には、シート材108が収容されている。この給紙トレイ106の上部には、積層されたシート材108を最上層から1枚ずつ送り出す図示しない枚葉装置が配設されている。これにより、シート材108は、搬送ローラ対110、112に挟持搬送され、エンジン部102へ送り込まれる構造である。
The upper part of the
エンジン部102には、感光ドラム114が配設されている。この感光ドラム114は、図1の時計回り方向に定速で回転するようになっている。
A
感光ドラム114の周面には、電荷発生層116及び電荷輸送層118(図2参照、共に詳細後述)が層状に設けられており、電荷を蓄えることができる(帯電)。
On the peripheral surface of the
この感光ドラム114の周囲には、複数の色(CMYK)毎の帯電部120と、現像部122が配設されている。なお、配置の順番は、感光ドラム114の時計回り方向に沿って、Y色用帯電部120Y、Y色用の現像部122Y、M色用帯電部120M、M色用の現像部122M、C色用帯電部120C、C色用の現像部122C、K色用帯電部120K、K色用の現像部122Kとなっている。各帯電部120では、感光ドラム114の表面をプラスに帯電し、現像部122では、マイナスに帯電されたトナーを供給するようになっている。すなわち、感光ドラム114には、各色の帯電部120と現像部122との間の領域において、後述する内部光源124によって各色の潜像が形成されるようになっている。
Around the
また、前記シート材108は、感光ドラム114の図1の下部に設けられた転写部126に搬送され、感光ドラム114の接線方向に沿って進み、転写部126において所定の圧力で感光ドラム114に押圧されながら搬送されるようになっている。なお、この押圧時には、マイナス帯電されたトナーを引き寄せるための所定のプラス電圧が印可されている。
Further, the
前記転写部126での転写が終了すると、感光ドラム114は、回転を継続し、クリーナー部128を通過することによって、周面がクリーニングされ、前記最初の帯電位置に戻るようになっている。
When the transfer at the
すなわち、本実施の形態では、感光ドラム114の1回転でフルカラー画像に必要な複数の色の現像、転写を行うことができる。
In other words, in this embodiment, a single rotation of the
転写部126を通過したシート材108は、定着部130へと搬送され、所定温度の熱と、所定の圧力で転写されたトナーを定着させ、ケーシング102外から排出され、排出トレー132上に送られる。
The
前記感光ドラム114の周面に設けられた電荷発生層116及び電荷輸送層118の内側には、これらの層に沿うように、面状の前記内部光源アレイ124が設けられている。
(内部光源の構造)
図2には、感光ドラム114の外周の一部の断面構造が示されている。
Inside the
(Internal light source structure)
FIG. 2 shows a partial cross-sectional structure of the outer periphery of the
ドラム本体の外周部114Aには、接着剤層132を介して内部光源アレイ124としてのEL画素アレイ134が巻回されて貼り付けられている。
An
EL画素アレイ134は、前記接着剤層132側から陰極電極層136(アルミニウムリチウム合金製)、蛍光物質層137、正孔(ホール)輸送層138(発光物質層137と正孔輸送層138をベース層と呼ぶ。)、層間絶縁膜140、接着剤層142(SiO2)、陽極電極層143、TFT層144が順次設けられている。ドラム本体にEL画素アレイが貼り付けられた後、その表面にコート層145が形成され、電荷発生層116、電荷輸送層118が順次形成されて感光ドラム114が出来上がる。
The
TFT層144は、図3及び図5に示すように、画素部144Pと回路部144Cとに分けられており、画素部144Pは、マトリクス状に分割され、独立して蛍光物質の発光制御が可能な画素の集合体である。また、回路部144Cは、この画素の発光制御を行うためのドライバであり、TFT層144の隣り合う2辺(Xドライバ部144CX及びYドライバ部144CY)に跨がって配設されている。なお、TFT層144の回路部144CにおけるXドライバ部144CXはEL表示体134の巻回したときの重ね合わせ下側とすることにより、ドラムのほぼ全周を帯電可能領域としている(図3参照)。なお、重ね合わせた部分は、通常であると周回段差が生ずるが、重ねの層構造を工夫することにより、段差のないスムーズな面を得ている。この継ぎ目の箇所は、殆どギャップはないが、継ぎ目線をドラム回転初期位置とすることが好ましい。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
TFT層144の画素部144Pには、図4R>4に示す回路144Aが込み込まれている。
A
この回路144Aにおいて、走査線146がYドライバ部144CYからの信号を伝達する線であり、信号線148がXドライバ部144CXからの信号を伝達する線であり、座標x,yに基づいて発光する画素を選択することによって、所望の画素を所定の階調で発光させることができる。キャパシター線150は、キャパシターの基準電位を与えるための手段であり、信号線からの電位がキャパシター151に蓄えられる。
In this
ここで、図5に示される如く、TFT層144の回路部144Cで、画素部144P上の各回路144Aが制御される。すなわち、スイッチ用トランジスタ152がオンされ、キャパシター151に信号電位が蓄えられ、それがドライブ用トランジスタ154をオンさせる。このようにして、ドライブTFT154上の陽極と陰極電極層136との間に電位差が生じ、この部分に挟持されている蛍光物質層137が発光する構造となっている。正孔輸送層138は、陽極からのホールをEL層137に注入し易くするための層である。なお、本実施の形態では、発色色は可視光であり、それぞれの信号線からの電圧情報に基づいて階調が表現されるようになっている。
Here, as shown in FIG. 5, each
上記実施の形態における、EL画素アレイ134は、図6の上から順番に記載されている工程を経て形成される。工程順は、剥離層形成→TFT素子形成→層間絶縁膜形成→コンタクトホール形成→透明電極層形成→バンク形成→ホール輸送層形成→EL層形成→電極層形成となっている。
In the above embodiment, the
剥離層は例えば、アモルファスSi:Hで形成され、レーザ光を照射することで、その部分が剥離してEL画素アレイを基台から剥がすことができる。剥ぎ取ったEL画素アレイ134は図3に示されるようにドラム本体上に巻回されて貼り付けられる。その後、コート層145、電荷発生層116、電荷輸送層118が順次形成され、感光ドラム114になる。
The release layer is formed of, for example, amorphous Si: H, and when irradiated with laser light, the part is peeled off and the EL pixel array can be peeled off from the base. The peeled
上記構成の内部光源では、感光ドラム114の周面に対して、それぞれ定位置の画素が存在するため、複数色の画像の位置ずれが全くない状態で潜像を形成することができる。
In the internal light source having the above-described configuration, pixels at fixed positions exist on the peripheral surface of the
潜像の形成の順は、感光ドラム114を定速で回転しながら、感光ドラム114の前記初期位置がクリーナー部128を通過した時点で、最初の色(Y色)用の帯電部120Yによって帯電していき、Y色用画像信号に基づいて内部光源124からの光で潜像を形成し、現像部122Yによって現像した後、次の色(M色)のために帯電部120Mで帯電し、M色用画像信号に基づいて、潜像を書き換えていくことを、全ての色に対して行う。すなわち、画像形成途中において、各色の帯電と現像とを同時に進行させることができるようになっている。
The latent image is formed in the order of charging by the charging
以下に本実施の形態の作用を説明する。 The operation of this embodiment will be described below.
プリント指示があると、まず、感光ドラム114を回転させ、初期位置、すなわちEL表示体134を周回させたときにXドライバ部144CXと重なる端部の継ぎ目部がクリーナー部128を通過した時期を検出する。
When there is a print instruction, first, the
この時点から、クロックをスタートさせ、タイミングty秒、tm秒、tc秒、tk秒後にそれぞれの色の帯電、潜像形成(EL発光)、現像(トナー供給)を開始する。このタイミングty秒、tm秒、tc秒、tk秒は、前記初期位置から各色の帯電部120までの移動量と、感光ドラム114の線速度によって決まるものであり、各帯電部120が等ピッチの場合は、各時間間隔差αは等しくなる。すなわち、初期位置を通過してからty秒後に帯電部120yの帯電を開始し、一定時間α経過後(初期位置を通過してからtm後)に帯電部120Mの帯電を開始し、さらに一定時間α経過後(初期位置を通過してからtc秒後)に帯電部120Cの帯電を開始し、さらに一定時間α経過後(初期位置を通過してからtk秒後)に帯電部120Kの帯電を開始する。
From this time point, the clock is started, and charging of each color, latent image formation (EL emission), and development (toner supply) are started after timings ty seconds, tm seconds, tc seconds, and tk seconds. The timings ty seconds, tm seconds, tc seconds, and tk seconds are determined by the amount of movement from the initial position to the charging unit 120 of each color and the linear velocity of the
感光ドラム114の初期位置が転写部126を通過するのと同期して、シート材108が給紙トレイ106から持ち出され、先端部が転写部126へ入り込む。このため、各色のトナーが重ねて付着した感光ドラム114の画像領域と重ね合わされ、所定の圧力で挟持される。このとき、転写部126では、プラスの電位が生じており、マイナスに帯電されたトナーがシート材108に転写し易くなっている。これにより、確実にトナーがシート材108に転写される。
In synchronization with the initial position of the
シート材108は、次工程の定着部130へと搬送され、定着処理された後、排出トレイ132へ排出される。また、感光体ドラム114は、初期位置がクリーナー部128へと至り、次のプリント指示を待つ。
The
本実施の形態によれば、感光ドラム114の周面に沿って、EL画素アレイ134を全周にわたって貼り付け内部光源124とし、感光ドラム114の画像形成領域の全てに、TFT層144で制御可能な画素を割り付けたため、従来のLEDを用いた内部光源のように、主走査方向に移動させる機構が不要となり、各色毎の画像位置がずれる要素が全くなくなる。このため、フルカラー画像において、色ずれ等が全くなく、高画質の画像を得ることができる。
According to the present embodiment, the
また、上記画像形成制御によれば、各色が同時に帯電、潜像形成、現像を行う時期があり、その分、従来の多回転式やタンデム式の露光方式に比べ、処理時間を短縮することができる。 Further, according to the image forming control, there is a time when each color is charged, latent image formed, and developed at the same time, and accordingly, the processing time can be shortened as compared with the conventional multi-rotation type and tandem type exposure methods. it can.
なお、本実施の形態では、フラットベット型の露光部とし、その下面側のEL画素アレイ134を光源として配し、上面側に各色の帯電部及び現像部、転写部、定着部を設け、フラットベット型の露光部を左右に定速で移動させながら画像を形成するようにしてもよく、薄型のデジタルプリンタを実現することができる。
In the present embodiment, a flat bed type exposure unit is used, and the
100 デジタルプリンタ
114 感光ドラム
120 帯電部
122 現像部
124 内部光源
134 EL表示体
144 TFT層
144P 画素部
144C 回路部
144CX Xドライバ部
144CY Yドライバ部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記感光体ドラム本体の外周面に巻回された内部光源と、 An internal light source wound around the outer peripheral surface of the photosensitive drum body;
前記内部光源の外周面に設けられた感光層と、を備え、 A photosensitive layer provided on the outer peripheral surface of the internal light source,
前記感光体ドラム本体の外周面と前記内部光源との間には前記感光体ドラム本体に前記内部光源を貼り付けるための接着剤が設けられており、 Between the outer peripheral surface of the photosensitive drum body and the internal light source, an adhesive for attaching the internal light source to the photosensitive drum body is provided,
前記内部光源は、 The internal light source is
陰極を含む陰極電極層と、 A cathode electrode layer including a cathode; and
EL層と、 An EL layer;
正孔輸送層と、 A hole transport layer;
陽極を含む陽極電極層と、 An anode electrode layer including an anode;
オンにより前記EL層を発光させるドライブ用トランジスタとスイッチ用トランジスタとを含むTFT層と、 A TFT layer including a drive transistor and a switch transistor that emit light when the EL layer is turned on;
キャパシターと、を備え、 A capacitor, and
前記陰極電極層、前記EL層、前記正孔輸送層、前記陽極電極層、および前記TFT層は、この順で前記感光体ドラム本体の外周面側から順に積層されており、 The cathode electrode layer, the EL layer, the hole transport layer, the anode electrode layer, and the TFT layer are laminated in this order from the outer peripheral surface side of the photosensitive drum body,
前記感光層は、前記感光体ドラム本体の外周面側から順に、電荷発生層と、電荷輸送層と、を備えており、 The photosensitive layer, in order from the outer peripheral surface side of the photosensitive drum body, includes a charge generation layer and a charge transport layer,
前記陽極、前記ドライブ用トランジスタ、および前記スイッチ用トランジスタは、各々複数設けられており、一つの前記陽極に、一つの前記ドライブ用トランジスタおよび一つの前記スイッチ用トランジスタが対応付けられており、 A plurality of the anodes, the drive transistors, and the switch transistors are provided, and one drive transistor and one switch transistor are associated with one anode.
前記陰極は、前記複数の陽極に対応して共通に1つ設けられており、 The cathode is provided in common corresponding to the plurality of anodes,
前記スイッチ用トランジスタがオンされると前記キャパシターに電位が貯えられ、前記EL層からの発光により前記感光層に前記潜像を形成するようにした、 When the switch transistor is turned on, a potential is stored in the capacitor, and the latent image is formed on the photosensitive layer by light emission from the EL layer.
電子プリンタ。 Electronic printer.
前記ドライブ用トランジスタがオン状態となることにより、前記複数の陽極の各々と前記陰極との間に電位差が生じること、
を特徴とする電子プリンタ。 The electronic printer according to claim 1.
When the drive transistor is turned on, a potential difference is generated between each of the plurality of anodes and the cathode,
An electronic printer characterized by
さらに走査線と、信号線と、を含み、
前記信号線から供給される信号が前記スイッチ用トランジスタを介して前記キャパシターに供給されること、
を特徴とする電子プリンタ。 The electronic printer according to claim 2 .
Furthermore, a scanning line and a signal line are included,
A signal supplied from the signal line is supplied to the capacitor via the switch transistor;
An electronic printer characterized by
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